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產(chǎn)品簡(jiǎn)介
DS-WYLWGY溶劑油渦輪流量計(jì)選用不銹鋼材質(zhì)壓鑄而成，外觀精巧，耐用。渦輪式傳導(dǎo)，測(cè)量精準(zhǔn)，卡箍式，法蘭式選擇連接，是您采購(gòu)的Z佳選擇。
詳細(xì)介紹
溶劑油流量計(jì)-江蘇鼎升儀表有限公司
一、溶劑油流量計(jì)概述：
DS-WYLWGY溶劑油流量計(jì)是一種精密流量測(cè)量?jī)x表，與相應(yīng)的流量積算儀表配套可用于測(cè)量液體的流量和總量。液體渦輪流量計(jì)廣泛用于石油、化工、冶金、科研等領(lǐng)域的計(jì)量、控制系統(tǒng)。配備有衛(wèi)生接頭的液體渦輪流量計(jì)可以應(yīng)用于制藥行業(yè)。
一體化液體渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)為防爆設(shè)計(jì)，可以顯示流量總量，瞬時(shí)流量和流量滿度百分比。電池采用長(zhǎng)效鋰電池，單功能積算表電池使用壽命可達(dá)5年以上，多功能顯示表電池使用壽命也可達(dá)到12個(gè)月以上。
一體化液體渦輪流量計(jì)表頭可以顯示的流量單位眾多，有立方米，加侖，升，標(biāo)準(zhǔn)立方米，標(biāo)準(zhǔn)升等，可以設(shè)定固定壓力、溫度參數(shù)對(duì)氣體進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)壓力和溫度參數(shù)變化不大的場(chǎng)合，可使用該儀表進(jìn)行固定補(bǔ)償積算。
二、溶劑油流量計(jì)硬件設(shè)計(jì)：
流量計(jì)采用總線供電 , 即流量計(jì)儀表表頭的工作電流要從 4 ～ 20 m A的總線上截取 , 且流量計(jì)儀表表頭的工作電流必須小于 4 m A, 否則無(wú)法調(diào)整儀表的零點(diǎn)輸出 。
功耗問(wèn)題是流量計(jì)儀表表頭設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一 。解決這一問(wèn)題的主要方法是用兩個(gè)隔離的電源對(duì)流量計(jì)表頭進(jìn)行供電, 即采用 DC/DC模塊, 使兩個(gè)電源在 4 ～20 m A的總線上串聯(lián)工作 , 由 DC/DC模塊隔離輸出端分擔(dān)部分功耗負(fù)載 , 確保 4 ～ 20 m A總線環(huán)路上的電流功耗小于 3.5 m A。這樣不僅解決了功耗問(wèn)題 , 而且還提高了流量計(jì)的工作穩(wěn)定性 。此外 , 流量計(jì)表頭均選用低功耗的核心元器件 , 以降低整機(jī)功耗 。
流量計(jì)儀表表頭設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之二是流量計(jì)儀表表頭 HART通信信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性問(wèn)題 。要解決這一問(wèn)題 , 首先 , 在功耗允許的情況下提高 CPU的運(yùn)行速度 , 有效利用 CPU的資源 , 從而提高軟件的運(yùn)行效率 ;其次是采用 HART成熟 的通信濾波電路 , 確保HART通信的穩(wěn)定性 、可靠性和抗干擾能力 。因此 ,CPU選用 C8051F020。
C8051F020系統(tǒng)功耗低 , 工作電壓范圍為 2.7 ～3.6 V, 具有多種節(jié)電和停機(jī)模式 ;C8051F020 具有與高速流水線結(jié)構(gòu) 8051兼容的 CIP-51內(nèi)核 (運(yùn)算速度可達(dá) 25 MIPS), 在同等條件下 C8051F020的運(yùn)行速度比 C51的運(yùn)行速度快 20倍 ;而且 , C8051F020具有可同時(shí)使用的 SMBus(I2CTM兼容 )、SPITM和兩個(gè) UART串口 , 其 SPI口與外設(shè)交換數(shù)據(jù)能大大減少軟件開(kāi)銷 , 提高 CPU的工作效率[ 3]。另外 , 可充分利用 C8051F020豐富的片內(nèi)資源 , 使整個(gè)流量計(jì)表頭電路更加簡(jiǎn)潔可靠 。 C8051F020內(nèi)含可編程增益和可編程轉(zhuǎn)換速率的12位 快 速 A/D, 可 用 于 采 集 溫 度 和 壓 力 信 號(hào) ;C8051F020還具有可編程的 16位計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器陣列 , 可用于當(dāng)量脈沖的輸出 ;另外 , 它還具有 64 k B的Flash存儲(chǔ)器 、4 352 B的 RAM、片內(nèi) JTAG調(diào)試和邊界掃描 , 軟件調(diào)試十分方便 。
渦輪流量計(jì)表頭主要包括核心控制器件 C8051F020、流量脈沖信號(hào)采集模塊 、HART模塊 、脈沖輸出模塊 、累計(jì)流量存儲(chǔ)模塊以及顯示和鍵盤處理模塊 。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖如圖 1所示 。
圖 1系統(tǒng)硬件框圖
1.1、流量脈沖信號(hào)采集：
渦輪流量傳感器采用重慶耐德工業(yè)股份有限公司自主研制的渦輪流量傳感器 。當(dāng)液體流過(guò)傳感器時(shí) ,傳感器產(chǎn)生脈沖信號(hào) 。該脈沖信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路放大整形后送到單片機(jī)的計(jì)數(shù)器 T0口[ 4]。 T0設(shè)置為脈沖下降沿計(jì)數(shù)方式 , 對(duì)流量脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù) , 并采用16位定時(shí)器 T3設(shè)定查詢周期 。一到查詢周期 , 系統(tǒng)就響應(yīng)中斷 , 在 T3中斷內(nèi)讀取 T0的計(jì)數(shù)值 , 從而計(jì)算出瞬時(shí)流量 、單次累計(jì)流量和總累計(jì)流量[ 5]。
1.2、HART模塊：
HART協(xié)議通信模塊主要由 HART調(diào)制解調(diào)器HT2012和 D/A轉(zhuǎn)換器 AD421及其外圍電路實(shí)現(xiàn) 。
HARTMODEM采用 Smar公司的 HT2012, 它是符合 Bell202標(biāo)準(zhǔn)的半雙工調(diào)制解調(diào)器，用于實(shí)現(xiàn) HART協(xié)議規(guī)定的數(shù)字通信的編碼或譯碼。該芯片專為 HART儀器設(shè)計(jì)，片內(nèi)集成了符合 Bell202標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制器、解調(diào)器、時(shí)鐘及定時(shí)電路、檢測(cè)控制電路，性價(jià)比較高。
AD421是單片高性能數(shù)模轉(zhuǎn)換器，主要由電壓調(diào)整器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和電流放大器組成。AD421由外接4 ～ 20 m A環(huán)路主電源供電，并為其他器件提供 3.0 V供電電壓 。
AD421通過(guò)串行接口接收現(xiàn)場(chǎng)儀表內(nèi)部 MCU傳送的數(shù)字信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成 4 ～ 20 m A電流。HT2012則從 VIN-節(jié)點(diǎn)接收疊加在 4 ～ 20 m A環(huán)路上的信號(hào)，經(jīng)帶通濾波和放大之后進(jìn)行載波檢測(cè)。如果檢測(cè)到 FSK頻移鍵控信號(hào)，則將 IRXA節(jié)點(diǎn)上的 1.2 k Hz的信號(hào)解調(diào)為 `1'，將 IRXA節(jié)點(diǎn)上的 2.2 k Hz信號(hào)解調(diào)為 `0'，并通過(guò)串口通信 RXD0節(jié)點(diǎn)傳輸給 C8051F020。
C8051F020接 收命令幀 并作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理 ;C8051F020產(chǎn)生要發(fā)回的應(yīng)答幀，應(yīng)答幀的數(shù)字信號(hào)由HT2012調(diào)制成相應(yīng)的1.2k Hz和2.2 k Hz的 FSK頻移鍵控信號(hào)，即節(jié)點(diǎn)TXD0到節(jié)點(diǎn) OTXA的調(diào)制過(guò)程，并經(jīng)過(guò)發(fā)送信號(hào)整形電路進(jìn)行波形整形后，在 X0節(jié)點(diǎn)經(jīng)AD421疊加在環(huán)路上發(fā)送[ 6]。C8051F020外接 1.843 2 MHz晶振 , 4分頻后作為HART調(diào)制解調(diào)的時(shí)鐘信號(hào)源[ 7]。電路圖如圖 2所示 。
圖 2 HT2012電路、濾波電路與整形電路圖
1.3、脈沖輸出模塊：
脈沖輸出模塊主要由高速光耦隔離器和穩(wěn)壓電路構(gòu)成 。脈沖輸出采用控制 P1.4口的高低電平翻轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn) ?？紤]到儀表安全性 , 流量計(jì)的脈沖輸出模塊均需要隔離保護(hù) , 系統(tǒng)選用功耗低的高速 CMOS信號(hào)隔離器 , 連接單片機(jī)端由 AD421的輸出電壓供電 , 用戶檢測(cè)端由用戶供電 。由于用戶通常提供 DC12 V或 DC24 V電源 , 所以采用穩(wěn)壓管 Z1穩(wěn)壓 5 V給光耦的另一端供電 , 脈沖輸出電路如圖 3所示 。 圖 3中 , VW +、VW-為用戶提供的外接 DC12 V或 DC24 V電源輸入端 , Q1、Q2為三極管 。在脈沖輸出過(guò)程中 , 當(dāng) P1.4和P OUT為高電平時(shí) , Q1導(dǎo)通 、Q2截止 , 節(jié)點(diǎn) Pulse-O輸出高電平 ;當(dāng) P1.4和 P OUT為低電平時(shí) , Q1截止 、Q2導(dǎo)通 , 節(jié)點(diǎn) Pulse-O輸出低電平 。
圖 3 脈沖輸出電路圖
1.4、累計(jì)流量存儲(chǔ)：
為了存儲(chǔ)累計(jì)流量 、各個(gè)流量段的流量系數(shù) 、脈沖輸出當(dāng)量系數(shù)和流量量程等重要數(shù)據(jù) , 系統(tǒng)外擴(kuò)了一個(gè)鐵電存儲(chǔ)器 FM24CL16。 FM24CL16的工作方式基于 I2C總線 , 它可與 C8051F020單片機(jī)硬件上的 SM-Bus兼容 。
1.5、顯示與鍵盤處理模塊：
顯示 模 塊 采 用 長(zhǎng) 沙太 陽(yáng) 人 有 限 公司 生 產(chǎn) 的SMS2411液晶屏 , 第YI行顯示 10位的總累積流量 , 第二行顯示 6位的單次累積流量與 3位的液體溫度 , 第三行顯示 5位的瞬時(shí)流量 。此外 , 顯示模塊還用于鍵盤設(shè)置時(shí)的各項(xiàng)提示 。鍵盤采用 4按鍵 , 直接與單片機(jī)的 P3口連接 , 并采用查詢方式 。當(dāng)查詢到有鍵按下時(shí) , 執(zhí)行相應(yīng)功能 。鍵盤設(shè)置主要用于各個(gè)流量段的流量系數(shù) 、脈沖輸出當(dāng)量和流量量程的設(shè)置與查看 。
三、鼎升儀表的種類和性能簡(jiǎn)介：
分類方法很多，根據(jù)不同原則可以對(duì)自動(dòng)化儀表進(jìn)行不同的分類。我們根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中數(shù)據(jù)采集的不同特點(diǎn)，從以下幾方面對(duì)化工自動(dòng)化儀表進(jìn)行分析。
1、溫度儀表。化工生產(chǎn)的特點(diǎn)是在一定溫度和壓力下，使原料發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)或變化，因此，對(duì)于生產(chǎn)中的溫度控制是不可避免的。一般需要指示的溫度范 圍為-200～+1800℃，方式一般為接觸式測(cè)量。常用的儀器儀表是熱電阻、熱電偶。由于電子技術(shù)的發(fā)展特別是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用，熱電阻、熱電偶信 號(hào)直接進(jìn)入DCS或其它溫度采集儀表，一體化的溫度變送器（兩線制）等，使溫度控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
2、壓力儀表。壓力是化工生產(chǎn)中*的，沒(méi)有一定的壓力，反應(yīng)就會(huì)發(fā)生，生產(chǎn)就不能進(jìn)行。而因壓力往往關(guān)系到生產(chǎn)、設(shè)備和人身安全，因此，壓力儀表是非常關(guān)鍵的。一般壓力范圍為負(fù)壓到300Mpa（高壓聚乙烯反應(yīng)器）。
因?yàn)閴毫Φ臏y(cè)量原理有多種，壓力儀表的種類也較多，有壓力傳感器、變送器和特種壓力儀表等，應(yīng)用的范圍有高溫介質(zhì)、脈動(dòng)介質(zhì)、腐蝕介質(zhì)、粘稠狀、粉狀、易結(jié)晶介質(zhì)的壓力測(cè)量，精度可達(dá)0.1級(jí)。
為了測(cè)量不同場(chǎng)合的壓力，壓力表可分為：液柱式、彈性式、活塞式（壓力校驗(yàn)儀）3類。作為壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)除采用壓力變送器將信號(hào)送至DCS或其它調(diào)節(jié)器外，位移平衡式基地式調(diào)節(jié)器仍常用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和控制。
3、物位儀表。在化工生產(chǎn)中，往往需要對(duì)原料、半成品和成品的液位進(jìn)行測(cè)量，由于測(cè)量過(guò)程與被測(cè)物料特性關(guān)系密切，所以除浮力式儀表外，物料儀表沒(méi)有通用產(chǎn)品，按測(cè)量方式分為直讀式、浮力式、這方面的典型代表的產(chǎn)品有磁翻板液位計(jì)，玻璃板液位計(jì)等。靜壓式（差壓、壓力）、電接觸式、電容式、超聲波式、雷達(dá)式、重垂式、輻射式、激光式、音叉式、磁致伸縮式、矩陣 渦流式等，其中雷達(dá)式（0.3%）、磁致伸縮式（0.05%）以及矩陣渦流式液位計(jì)（±1mm）精度高，在石化行業(yè)的應(yīng)用逐步普及。
4、流量?jī)x表。流量的測(cè)量是化工生產(chǎn)中多的控制環(huán)節(jié)，也是溫、壓、液（位）、流四大參數(shù)中內(nèi)容豐富的一個(gè)門類。我們所說(shuō)的流量，不是一般的流速，是單位時(shí)間內(nèi) 流經(jīng)有效截面的流體的體積和質(zhì)量，有時(shí)還要測(cè)量管道中一段時(shí)間內(nèi)流過(guò)的累積流體的體積和質(zhì)量（流量積算儀）。由于不同條件下對(duì)流量測(cè)量的要求不同，有大口 徑流量、微小流量；高、低溫介質(zhì)的流量；高粘度介質(zhì)強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的流量；粉料、粘污介質(zhì)的流量；脈動(dòng)流、多相流等流量。
流量測(cè)量原理上大致分有速度法、容積法測(cè)量體積流量，直接法、推導(dǎo)法測(cè)量質(zhì)量流量。實(shí)際上細(xì)分有節(jié)流式或壓差式（孔板、噴嘴）、速度式（水表、渦輪、靶式、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦街、質(zhì)量流量計(jì)等）。
5、在線過(guò)程分析儀。現(xiàn)代化工生產(chǎn)自動(dòng)化需要全部的工
藝參數(shù)的自動(dòng)化測(cè)量與控制，因此，生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的保證，只是間接保證終產(chǎn)品或中間產(chǎn)品的質(zhì)量合格，而對(duì)過(guò)程中物料成 分直接分析和對(duì)終產(chǎn)品的成分分析是生產(chǎn)過(guò)程控制成功與否的根據(jù)，在線過(guò)程分析儀的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)控制和分析的*自動(dòng)化。在應(yīng)用中，在線過(guò)程分 析儀往往要與高精尖分析儀器配套使用，一般包括液相色譜、氣相色譜、質(zhì)譜、紫外及紅外光譜、核磁、電鏡、原子吸收及等離子發(fā)射光譜、電化學(xué)等分析儀器。